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Calculadora: Baterías y almacenamiento

Calculadora de baterías solares: autoconsumo hora a hora, ahorro y amortización

Simula tus paneles solares, la demanda horaria de tu hogar y una batería doméstica durante las 8.760 horas de un año real en tu ubicación, y encuentra el tamaño de batería que de verdad sale a cuenta.

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Resultados

Cómo funciona esta calculadora de baterías solares

Una batería doméstica solo gana dinero de una forma: lleva la electricidad solar de las horas en que te sobra a las horas en que te falta. Para valorarla hay que saber, hora a hora, cuánto excedente hay y cuánta demanda viene después. Las medias mensuales esconden justo eso, y por eso las reglas rápidas y las calculadoras sencillas de internet suelen inflar el ahorro de las baterías.

Esta calculadora descarga un año completo de datos meteorológicos horarios por satélite de NASA POWER para tu ubicación y simula tres cosas en las 8.760 horas:

  1. La producción solar, con la misma física que nuestra calculadora de paneles solares: posición del sol, modelo de cielo Hay–Davies, temperatura de la célula y pérdidas del inversor.
  2. El consumo del hogar, a partir de una rutina diaria típica (familia que trabaja fuera, teletrabajo, pareja jubilada, coche eléctrico cargado de noche o bomba de calor), con forma distinta para laborables y fines de semana y según la estación, y escalado después a tu consumo anual. El perfil con bomba de calor sigue la temperatura exterior real de cada hora de ese año, de modo que las olas de frío disparan la demanda justo cuando la producción solar es más débil.
  3. La batería, hora a hora: primero la producción solar alimenta la casa; el excedente carga la batería hasta su límite de potencia y su capacidad útil, y el resto se vierte a la red. Cuando la demanda supera a la producción, la batería se descarga hasta el nivel de reserva, y solo entonces la casa compra electricidad a la red.

Después repite la simulación con diez tamaños de batería, de 0 a 30 kWh, para encontrar la capacidad con el mayor valor actual neto.

Las fórmulas

Cada hora: directo = min(FV, consumo) carga = min(FV − directo, P_max, (E_usable − SoC) / √η) descarga = min(consumo − directo, P_max, (SoC − E_reserve) × √η) E_usable = kWh nominales × DoD η = rendimiento de ida y vuelta

Autoconsumo = (FV − vertido) ÷ FV Autosuficiencia = (consumo − importación) ÷ consumo Ahorro batería = Δimportación × precio de compra − Δvertido × precio de venta Vida batería = min(vida de calendario, ciclos nominales ÷ ciclos por año)

Ejemplo práctico: 6 kWp + 10 kWh en Bucarest

Los valores por defecto describen una familia que trabaja fuera, con un consumo de 4.500 kWh al año y 6 kWp de paneles orientados al sur con 32° de inclinación. Con la meteorología de 2024, los paneles producen unos 7.330 kWh (1.221 kWh/kWp). Sin batería, la familia aprovecha directamente solo el 24 %, porque casi toda la producción llega cuando no hay nadie en casa, y cubre el 40 % de su demanda.

Con una batería de 10 kWh (90 % útil, 5 kW, 90 % de rendimiento de ida y vuelta), la batería entrega unos 2.110 kWh al año, la compra a la red baja de 2.714 a 688 kWh y la autosuficiencia sube al 85 %. Son unos 250 ciclos completos al año, así que una batería LFP de 6.000 ciclos llega antes al límite de sus 15 años de vida de calendario que al de su desgaste.

El dinero es la parte que pone los pies en el suelo. Cada kWh desplazado ahorra los 0,25 € del precio de compra pero renuncia a los 0,06 € de compensación por excedentes, de modo que la batería ahorra unos 363 € al año. Con un coste de 4.500 € instalada se amortiza en unos 12 años, y con una tasa de descuento del 5 % su VAN sale ligeramente negativo. El barrido explica por qué: 5 kWh ya capturan 233 € al año y 7,5 kWh, 326 €, mientras que pasar de 10 a 15 kWh solo añade 24 €. En invierno no hay excedente con el que llenar esa capacidad extra.

Cómo leer los resultados

  • La autosuficiencia es la cifra que resume la independencia energética; el ahorro y la amortización son los que deciden la compra.
  • Menos de unos 150 ciclos completos al año indica que la batería es demasiado grande para tu excedente solar o para tu consumo de la tarde.
  • El mejor tamaño de batería es la capacidad con el mayor VAN del barrido, con un coste repartido entre una parte fija (inversor híbrido, instalación) y otra por kWh. Si ningún tamaño tiene VAN positivo, la batería es una compra de comodidad o de respaldo, no una inversión.
  • El gráfico del día medio de verano muestra cómo la batería se llena a media mañana y sostiene la casa durante la tarde y la noche. Si se llena antes del mediodía, te vendría bien una batería mayor o pasar más consumos a las horas de sol.

Valores habituales

Hogar (Europa central) FV Batería (útil) Autosuficiencia Ciclos/año
3.000 kWh, fuera de casa de día 4 kWp sin batería 25–35 % –
3.000 kWh, fuera de casa de día 4 kWp 4–5 kWh 55–65 % 250–300
Familia de 4.500 kWh 6 kWp 8–10 kWh 65–80 % 200–260
8.000 kWh con coche eléctrico 9 kWp 10–13 kWh 50–65 % 250–330
10.000 kWh con bomba de calor 10 kWp 10–15 kWh 45–55 % 180–230

El sur de Europa, el cinturón solar de Estados Unidos y Australia alcanzan la parte alta de estos rangos o la superan; el norte de Europa se queda en la parte baja, porque en invierno la producción es mínima.

Consejos para que la batería salga rentable

  • Dimensiónala según tu consumo de la tarde, no según tu tejado. Lo que gastas por la tarde y por la noche (normalmente el 40–60 % del consumo diario) es lo máximo que una batería puede sustituir cada día.
  • Desplaza antes los consumos flexibles. Poner el lavavajillas, la lavadora, el termo eléctrico o el cargador del coche a mediodía es almacenamiento gratis y muchas veces rinde más que un segundo módulo de batería.
  • Revisa la tarifa. Los precios con discriminación horaria, las tarifas dinámicas o no cobrar nada por los excedentes amplían la diferencia de precios y acortan la amortización. Activa la opción de discriminación horaria para probarlo.
  • Elige química LFP. Las celdas de litio-ferrofosfato aguantan 4.000–8.000 ciclos y una profundidad de descarga del 90–100 %; las de plomo-ácido pierden más o menos la mitad de su capacidad útil por el límite del 50 % de DoD y se agotan tras 500–1.500 ciclos (prueba el preajuste de plomo-ácido).
  • Comprueba cuánto te pagan ahora. Con un balance neto clásico, una batería apenas ahorra nada; compara modalidades en la calculadora de balance neto.

Limitaciones

La gestión de la batería sigue una estrategia sencilla de autoconsumo: no carga desde la red, no sigue precios dinámicos ni reserva capacidad ante una previsión de mal tiempo. La resolución horaria exagera un poco el autoconsumo, porque los picos breves de un hervidor o un horno superan dentro de esa hora el límite de potencia de la batería; los sistemas reales suelen quedarse unos puntos porcentuales por debajo. Los perfiles de consumo son formas típicas, no los datos de tu contador inteligente, así que algunos días pueden diferir bastante aunque los totales anuales cuadren. La degradación de la batería se modeliza como una caída constante del ahorro anual, y los costes no incluyen la financiación ni la posible sustitución del inversor híbrido.

Método e hipótesis

Para cada hora de un año meteorológico completo de la NASA, la calculadora simula la producción fotovoltaica (el mismo modelo que nuestra calculadora de paneles solares) y la demanda del hogar a partir de una rutina diaria típica, ajustada por días laborables, fines de semana, estación y, con bomba de calor, por la temperatura exterior horaria real (demanda de calor ∝ (15 °C − T) ÷ COP(T)).

Regla de la batería en cada hora: la solar alimenta primero la casa; el excedente carga la batería hasta su límite de potencia y su capacidad útil (capacidad × DoD); lo que sobra se vierte a la red. Cuando la demanda supera la solar, la batería se descarga hasta la reserva; el resto se importa. Las pérdidas son √RTE en la carga y en la descarga, más el consumo en espera.

Autoconsumo = solar usada en casa ÷ solar producida. Autosuficiencia = demanda cubierta sin la red ÷ demanda. Ahorro de la batería = coste de importación evitado − ingresos por venta perdidos. La amortización y el VAN usan tu subida de precios y la pérdida de capacidad a lo largo de la vida de la batería = mín.(vida de calendario, ciclos nominales ÷ ciclos al año).

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaño de batería solar necesito?
Una regla útil es contar con 1 kWh de capacidad útil por cada 1.000 kWh de consumo anual, o aproximadamente 1–1,5 kWh por kWp de paneles. A una familia que consume 4.500 kWh con 6 kWp le suele ir mejor una batería de 5–10 kWh. Una vez que la batería es capaz de absorber el consumo de una tarde normal, cada kWh adicional aporta muy poco. El gráfico de barrido de arriba muestra dónde está ese punto en tu casa.
¿Merece la pena una batería solar?
Depende de la diferencia entre lo que pagas por la electricidad que compras a la red y lo que te pagan por los excedentes. Cada kWh que desplaza la batería vale, más o menos, (precio de compra − precio de venta) menos las pérdidas de ida y vuelta. Con 0,25 € frente a 0,06 € salen unos 0,17 € por kWh; una batería de 10 kWh que hace ~250 ciclos al año ahorra unos 350–400 €. A 450–600 € por kWh instalado, la amortización llega a los 10–15 años; con discriminación horaria o sin pago por excedentes puede bajar de 8 años.
¿Cuántos ciclos al año hace una batería doméstica?
Una batería bien dimensionada en una casa con paneles suele completar 200–300 ciclos completos equivalentes al año: casi uno diario de primavera a otoño y muchos menos en invierno, cuando apenas sobra energía que guardar. Las baterías sobredimensionadas hacen menos ciclos (a menudo menos de 150 al año), señal de que la capacidad extra casi nunca se usa.
¿Qué diferencia hay entre autoconsumo y autosuficiencia?
El autoconsumo es la parte de tu producción solar que gastas tú en lugar de verterla a la red. La autosuficiencia (autarquía) es la parte de tu demanda eléctrica total que cubres sin la red. Una instalación grande puede tener poco autoconsumo y mucha autosuficiencia; una batería sube las dos.
¿Puede una batería solar independizarme del todo de la red?
En la mayoría de los climas no tiene sentido económico. Incluso con una batería grande, una vivienda conectada a la red alcanza normalmente un 70–90 % de autosuficiencia, porque en invierno los paneles producen demasiado poco para llenarla. Desconectarse al 100 % exige una instalación mucho mayor, varios días de almacenamiento o un generador; consulta la calculadora solar aislada.
¿Sirve la batería si cargo el coche eléctrico por la noche?
Solo en parte. Una batería doméstica lo bastante pequeña para ser rentable rara vez guarda más que el consumo de una tarde de la casa, así que la recarga nocturna del coche sigue saliendo casi toda de la red. Si puedes cargar el coche a mediodía con los excedentes solares, esa suele ser una «batería» mucho más barata que una estacionaria.

Fuentes y referencias

  1. Weniger, J., Tjaden, T., Quaschning, V. (2014). Sizing of residential PV battery systems. Energy Procedia 46
  2. HTW Berlin: Independence calculator y Stromspeicher-Inspektion (inspección de baterías FV)
  3. NREL: costes de referencia de sistemas de almacenamiento en baterías (ATB, almacenamiento residencial)
  4. NASA POWER: datos solares y meteorológicos horarios

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